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英特尔喊话Google:量子计算商业化是一场马拉松,而不是短跑冲刺

发布时间:2019-11-01

量子计算之所以受到广泛关注,是因为它有望解决当今计算机无法解决的问题,如:新药物研究、金融建模和宇宙运行方式探索。世界各地的大学、政府部门和技术公司都在努力实现商业上可行的量子计算系统,并取得了令人瞩目的进展。但如果把量子计算商业化比作一场马拉松比赛,现在才刚刚跑完一英里。在量子计算商业化进程中取得的重要里程碑值得认可和庆祝,并需要在此基础上不断进步。

近日,谷歌的研究人员通过“量子霸权”的基准测试,展示了与传统超级计算机相比,量子计算机的非凡速度。谷歌团队设计了一种算法,只需200秒就可在一个小型量子处理器,即53量子位的超导测试芯片上完成一次分析,而当前最强大的超级计算机大约需要1万年才能完成该分析。我们祝贺谷歌团队此次精彩的展示。

在这一令人振奋消息的鼓舞下,我们现在应关注如何构建能够用于解决棘手挑战的系统,即“量子实用性”。为了直观地了解如何才能实现量子实用性,英特尔的研究人员利用高性能量子模拟器,来预测量子计算机在解决Max-Cut优化问题时,超过超级计算机的节点。Max-Cut是一个复杂性随着变量数量增加而成倍增加的算法,广泛用于从交通管理到电子设计的各个领域,因此我们选择Max-Cut作为测试案例。

在研究中,针对一系列规模不断增加的Max-Cut问题,我们把容噪量子算法与最先进的经典算法进行对比。经过大量模拟,研究表明:只有在数百个甚至数千个量子位可靠运行的情况下,量子计算机才能比超级计算机更快地解决实际问题。换句话说,业界要开发出这种规模的功能性量子处理器可能还需要数年时间,以及很多工作要做。

英特尔与合作伙伴以及科研界,共同致力于加快整个量子计算堆栈的发展,在这场马拉松比赛中一步一步接近“量子实用性”的目标。

我们对在硅自旋量子位技术领域取得的进展感到非常兴奋。自旋量子位的尺寸比同类量子位小得多,比超导量子位具有更大的微缩优势。事实上,自旋量子位类似于单个电子晶体管,而这正是英特尔在过去50年间一直钻研的技术。由于这种相似性,我们能够将从晶体管制造中吸取经验教训,广泛应用于量子计算研究。如今,我们正在300毫米硅晶圆上制造自旋量子位,并使用与生产最先进的英特尔处理器的相同设备和工艺。此外,为了进一步加快研究和反馈周期,我们设计了量子低温晶圆探测仪cryoprober,以便大规模测试和表征300毫米硅自旋量子位晶圆。

这些发现和正在进行的研究表明,量子计算将是一个划时代的革命性技术。然而,在量子计算的探索之旅中,还要继续克服许多挑战、跨过很多里程碑,才能真正改变生活。因此,让我们为这个科研高光时刻以及背后的研究人员鼓掌喝彩!同时,也要把目光投向更加遥远的终点线:量子实用性。

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